JP2017065442A

JP2017065442A - Control device

Info

Publication number: JP2017065442A
Application number: JP2015192782A
Authority: JP
Inventors: 正樹竹葉; Masaki Takeha; 祥明仲谷; Sachiaki Nakatani; 芳樹岡崎; Yoshiki Okazaki; 正田　勝博; Katsuhiro Shoda; 勝博正田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-04-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an error of the calculation of a current charge amount of an on-vehicle battery.SOLUTION: In a control device which estimates a current charge amount of a battery by integrating a current amount flowing into the on-vehicle battery and a current amount flowing out of the battery, an integration amount of the current amount which flows out of the battery when power is supplied to an electric motor from the battery, and cranking for starting an internal combustion engine by the electric motor is performed is estimated large in amount as a temperature of the internal combustion engine at the cranking is low.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車載のバッテリに流入する電流量及び同バッテリから流出する電流量を積算することを通じて現在のバッテリの充電量を推算する制御装置に関する。
に関する。 The present invention relates to a control device that estimates the current charge amount of a battery by integrating the amount of current flowing into and out of the vehicle-mounted battery.
About.

車両に搭載された各種電気負荷に電力を供給するバッテリが放電する電流量、及び同バッテリに充電される電流量は、ホール式またはシャント式の電流センサを介して常時監視する。バッテリの現在の充電量、即ちバッテリが現在蓄えている電荷の量は、充電電流量の積算値（時間積分値）から放電電流量の積算値（時間積分値）を減算したものとなる（例えば、下記特許文献を参照）。 The amount of current discharged from a battery that supplies power to various electric loads mounted on the vehicle and the amount of current charged in the battery are constantly monitored via a hall-type or shunt-type current sensor. The current amount of charge of the battery, that is, the amount of charge currently stored in the battery, is obtained by subtracting the integrated value (time integrated value) of the discharge current amount from the integrated value (time integrated value) of the charging current amount (for example, , See the following patent document).

車両の制御を司るＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）は、電流センサの出力信号を参照してバッテリの充電量を演算し、これが所要の目標値を下回ったときに発電機による発電を実行してバッテリを充電する。この発電機は、内燃機関が出力するエンジントルクの一部の伝達を受けて回転駆動される。 The ECU (Electronic Control Unit) that controls the vehicle calculates the amount of charge of the battery with reference to the output signal of the current sensor, and when this falls below a desired target value, executes the power generation by the generator to Charge. This generator is rotationally driven by receiving a part of the engine torque output from the internal combustion engine.

停止している内燃機関を始動する際には、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトを電動機（スタータモータまたはＩＳＧ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｔａｒｔｅｒＧｅｎｅｒａｔｏｒ））により駆動するクランキングを実行しつつ、各気筒の吸気行程に合わせて燃料を噴射し、気筒内で燃焼させてエンジン回転を加速させる。クランキング中は、バッテリから電動機に必要な電力を供給することは言うまでもない。 When starting a stopped internal combustion engine, the crankshaft that is the output shaft of the internal combustion engine is driven by an electric motor (starter motor or ISG (Integrated Starter Generator)), and the intake stroke of each cylinder is executed. The fuel is injected at the same time and burned in the cylinder to accelerate the engine rotation. Needless to say, the electric power necessary for the electric motor is supplied from the battery during the cranking.

特開２０１３−０９２１４０号公報JP 2013-092140 A

車載のバッテリに対し流出入する電流の大きさを検出する電流センサは、検出精度及びコストの面から、限られた測定レンジを持つものを採用している。ホール式電流センサであれば、測定レンジが±１００Ａ程度である。 A current sensor that detects the magnitude of the current flowing into and out of the on-vehicle battery employs a sensor having a limited measurement range in terms of detection accuracy and cost. In the case of a hall type current sensor, the measurement range is about ± 100A.

内燃機関の始動のためのクランキング中にバッテリから電動機に向かって流れる電流の大きさは、電流センサの測定レンジを超える。その場合、電流センサは、検出した電流値を測定レンジの上限にクリップしてしまう。例えば、クランキング時の突入電流が−４００Ａであったとしても、電流センサはこれを−１００Ａとして出力する。結果、ＥＣＵがバッテリの放電電流量を過小に評価することになり、実際のバッテリの充電量が目標値を下回ることが常態化して、バッテリの早期の劣化につながる懸念が生じる。 The magnitude of the current flowing from the battery toward the motor during cranking for starting the internal combustion engine exceeds the measurement range of the current sensor. In that case, the current sensor clips the detected current value to the upper limit of the measurement range. For example, even if the inrush current at the time of cranking is −400 A, the current sensor outputs this as −100 A. As a result, the ECU will underestimate the amount of discharge current of the battery, and the actual charge amount of the battery will fall below the target value, which may lead to early deterioration of the battery.

本発明は、車載のバッテリの現在の充電量の算出の誤差を縮小することを所期の目的としている。 An object of the present invention is to reduce an error in calculation of a current charge amount of a vehicle-mounted battery.

上述した課題を解決するべく、本発明では、車載のバッテリに流入する電流量及び同バッテリから流出する電流量を積算することを通じて現在のバッテリの充電量を推算するものであって、バッテリから電動機に電力を供給し当該電動機により内燃機関の始動のためのクランキングを実行する際にバッテリから流出する電流量の積算値を、クランキング時の内燃機関の温度が低いほど多く見積もる制御装置を構成した。 In order to solve the above-described problems, the present invention estimates the current charge amount of the battery by integrating the amount of current flowing into the vehicle-mounted battery and the amount of current flowing out of the battery. A control device is configured to estimate the integrated value of the amount of current flowing out of the battery when the cranking for starting the internal combustion engine is performed by supplying electric power to the motor and the temperature of the internal combustion engine at the time of cranking is lower did.

本発明によれば、車載のバッテリの現在の充電量の算出の誤差を縮小できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the error of calculation of the present charge amount of a vehicle-mounted battery can be reduced.

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine and control apparatus in one Embodiment of this invention. 車両に実装された各種の電気負荷を制御するための電気回路を示す図。The figure which shows the electric circuit for controlling the various electric loads mounted in the vehicle. 同実施形態における発電システムを示す回路図。The circuit diagram which shows the electric power generation system in the embodiment. 内燃機関のクランキング中にバッテリから電動機に向かって流れる電流の大きさの推移を例示する図。The figure which illustrates transition of the magnitude | size of the electric current which flows toward a motor from a battery during cranking of an internal combustion engine.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を気筒１毎に設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type four-stroke engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided for each cylinder 1. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil is integrally incorporated in a coil case together with an igniter that is a semiconductor switching element.

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。 The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させたことで生じる排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。 The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated by burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

排気ガス再循環（ＥｘｈａｕｓｔＧａｓＲｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。 The exhaust gas recirculation device 2 realizes a so-called high pressure loop EGR, and an external EGR that communicates the upstream side of the catalyst 41 in the exhaust passage 4 and the downstream side of the throttle valve 32 in the intake passage 3. The passage 21, an EGR cooler 22 provided on the EGR passage 21, and an EGR valve 23 that opens and closes the EGR passage 21 and controls the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 21 are used as elements. The inlet of the EGR passage 21 is connected to the exhaust manifold 42 in the exhaust passage 4 or a predetermined location downstream thereof. The outlet of the EGR passage 21 is connected to a predetermined location downstream of the throttle valve 32 in the intake passage 3, particularly to the surge tank 33.

車両に実装される発電システム及び電装系に関して述べる。発電機（オルタネータ。但し、電動機６３と一体化したＩＳＧであることがある）１１０は、ベルト及びプーリを要素とする巻掛伝動機構等を介して内燃機関の出力軸であるクランクシャフトに接続しており、クランクシャフトの回転に従動して回転し、発電した電力を車載のバッテリ１２０に充電し、または車両に実装された各種の電気負荷に給電する。 A power generation system and an electrical system mounted on a vehicle will be described. A generator (alternator, which may be an ISG integrated with the electric motor 63) 110 is connected to a crankshaft which is an output shaft of the internal combustion engine via a winding transmission mechanism having a belt and a pulley as elements. It rotates following the rotation of the crankshaft, and the generated electric power is charged in the in-vehicle battery 120 or supplied to various electric loads mounted on the vehicle.

バッテリ１２０は、車両用として周知の鉛バッテリや、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ等である。 The battery 120 is a well-known lead battery, nickel-metal hydride battery, lithium ion battery, or the like for vehicles.

電気負荷の具体例としては、エアコンディショナの送風用ブロワ、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯（ヘッドランプ、テールランプ、フォグランプ、ウィンカ（ターンシグナルランプ）等）、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、電動パワーステアリング装置、内燃機関のクランクシャフトを駆動する電動機（スタータモータ。但し、発電機１１０と一体化したＩＳＧであることがある）６３等が挙げられる。 Specific examples of electrical loads include blowers for air conditioners, defoggers that remove frost on rear glass, audio equipment, car navigation systems, lighting lights (head lamps, tail lamps, fog lights, blinkers (turn signal lamps), etc.), internal combustion A radiator fan for cooling the engine coolant, an electric power steering device, an electric motor (starter motor, which may be an ISG integrated with the generator 110) 63 for driving the crankshaft of the internal combustion engine, etc. .

エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサは、内燃機関のクランクシャフトから回転駆動力の伝達を受けて回転駆動され、冷媒を圧縮する。図２に示すように、コンプレッサとクランクシャフトとの間には、断接切換可能なマグネットクラッチ６１が介在している。エアコンディショナを稼働するときには、マグネットクラッチ６１に車載のバッテリ１２０及び／または発電機１１０からの電流を通電し、マグネットクラッチ６１を締結する。逆に、エアコンディショナを稼働しないときには、マグネットクラッチ６１に通電せず、クラッチ６１を切断する。マグネットクラッチ６１への通電及びその遮断は、リレースイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦによって行う。 A refrigerant compression compressor of an air conditioner is rotationally driven in response to transmission of a rotational driving force from a crankshaft of an internal combustion engine, and compresses the refrigerant. As shown in FIG. 2, a magnet clutch 61 that can be connected and disconnected is interposed between the compressor and the crankshaft. When operating the air conditioner, the magnet clutch 61 is energized with current from the vehicle-mounted battery 120 and / or the generator 110, and the magnet clutch 61 is engaged. On the contrary, when the air conditioner is not operated, the magnet clutch 61 is not energized and the clutch 61 is disconnected. Energization and disconnection of the magnet clutch 61 is performed by turning ON / OFF the relay switch 62.

送風用ブロワの回転駆動用の電動機や、デフォッガとしてリアガラスに敷設された電熱線ヒータ６５、クランクシャフトの回転駆動用の電動機６３等は、バッテリ１２０及び／または発電機１１０から電力供給を受けて作動する。電動機６３やヒータ６５への通電及びその遮断は、リレースイッチ６４のＯＮ／ＯＦＦ、または半導体スイッチング素子（パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ等に代表されるパワーデバイス（電力用半導体素子））６６の点弧／消弧によって行う。 An electric motor for rotating the blower blower, a heating wire heater 65 laid on the rear glass as a defogger, an electric motor 63 for rotating the crankshaft, etc. are operated by receiving power supply from the battery 120 and / or the generator 110. To do. The energization and interruption of the electric motor 63 and the heater 65 are performed by turning ON / OFF the relay switch 64 or starting / switching the semiconductor switching element (power device (power semiconductor element) typified by a power transistor, power MOSFET, etc.) 66. Do by arc extinguishing.

オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯、ラジエータファンの回転駆動用の電動機その他の電気負荷についても、上記と同様である。 The same applies to audio devices, car navigation systems, illumination lamps, electric motors for rotational driving of radiator fans, and other electric loads.

上記電気負荷への電力供給の源である発電機１１０は、内燃機関のクランクシャフトから回転トルクの伝達を受けて回転駆動され、発電を行う。また、発電機１１０は、回生発電を行うことがある。即ち、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、車両の加速を要求していない（減速を容認している）場合において、クランクシャフト及び車軸（駆動輪）の回転のエネルギを電気エネルギに変換して回収しつつ、内燃機関及び車両を減速させる。 The generator 110, which is a source of power supply to the electric load, is driven to rotate by receiving rotational torque transmitted from the crankshaft of the internal combustion engine to generate power. Further, the generator 110 may perform regenerative power generation. That is, when the driver does not step on the accelerator pedal and does not require acceleration of the vehicle (accepts deceleration), the energy of rotation of the crankshaft and axle (drive wheels) is converted into electric energy. The internal combustion engine and the vehicle are decelerated.

図３に、発電システムの等価回路を示す。発電機１１０は、ステータに巻回されたステータコイル１１１と、ステータの内側に配置され回転するロータに巻回されたフィールドコイル１１２とを有する。ステータコイル１１１は三相コイルであり、三相交流の誘起電流を発電する。この誘起電流は、ダイオードを用いてなる整流器１１３によって直流電流とした上でバッテリ１２０に蓄電する。 FIG. 3 shows an equivalent circuit of the power generation system. The generator 110 includes a stator coil 111 wound around a stator, and a field coil 112 wound around a rotor that is disposed inside the stator and rotates. The stator coil 111 is a three-phase coil, and generates a three-phase alternating current. The induced current is stored in the battery 120 after being converted into a direct current by a rectifier 113 using a diode.

レギュレータ１３０は、発電機１１０に付随し、発電機１１０が発電して出力する電圧の大きさを制御するＩＣ式のものである。レギュレータ１３０は、半導体スイッチング素子を用いた切替回路１３１を介してフィールドコイル１１２に通電する。 The regulator 130 is of the IC type that is attached to the generator 110 and controls the magnitude of the voltage that the generator 110 generates and outputs. The regulator 130 energizes the field coil 112 via the switching circuit 131 using a semiconductor switching element.

レギュレータ１３０の電圧制御回路１３２は、制御装置たるＥＣＵ０から発電機１１０の目標電圧を指令する信号ｍを受け付け、バッテリ１２０の端子電圧をその指令された目標電圧に追従させるべく、パワーデバイス１３１をスイッチ動作させるＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う。発電機１１０の出力電圧、即ち発電機１１０のステータコイルに誘起される電圧は、フィールドコイル１１２を流れる励磁電流のＤＵＴＹ比であるｆＤＵＴＹに比例して大きくなる。発電機１１０による発電量、換言すればバッテリ１２０への充電量及び／または電気負荷への給電量は、ｆＤＵＴＹが高いほど増加し、ｆＤＵＴＹが低いほど減少する。 The voltage control circuit 132 of the regulator 130 receives a signal m for instructing the target voltage of the generator 110 from the ECU 0 as a control device, and switches the power device 131 to cause the terminal voltage of the battery 120 to follow the instructed target voltage. PWM (Pulse Width Modulation) control to operate is performed. The output voltage of the generator 110, that is, the voltage induced in the stator coil of the generator 110 increases in proportion to fDUTY, which is the DUTY ratio of the excitation current flowing through the field coil 112. The amount of power generated by the generator 110, in other words, the amount of charge to the battery 120 and / or the amount of power supplied to the electric load increases as fDUTY increases and decreases as fDUTY decreases.

発電機１１０は、内燃機関から見れば機械的な負荷となる。発電機１１０の出力電圧がバッテリ１２０の端子電圧を超越するとき、バッテリ１２０が充電され、かつ発電機１１０から電気負荷に電力が供給される。つまり、発電機１１０がクランクシャフトの回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。バッテリ１２０への充電量及び電気負荷への給電量は、発電機１１０の出力電圧とバッテリ１２０電圧との電位差に依存する。 The generator 110 becomes a mechanical load when viewed from the internal combustion engine. When the output voltage of the generator 110 exceeds the terminal voltage of the battery 120, the battery 120 is charged and electric power is supplied from the generator 110 to the electric load. That is, the generator 110 spends the energy of rotation of the crankshaft to generate electric energy. The amount of charge to the battery 120 and the amount of power supplied to the electric load depend on the potential difference between the output voltage of the generator 110 and the battery 120 voltage.

逆に、発電機１１０の出力電圧がバッテリ１２０電圧に満たないか、バッテリ１２０電圧に近いときには、バッテリ１２０が充電されず、また発電機１１０から電気負荷に電力が供給されない（バッテリ１２０から電気負荷に電力供給されることはある）。つまり、発電機１１０がクランクシャフトの回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。 Conversely, when the output voltage of the generator 110 is less than the battery 120 voltage or close to the battery 120 voltage, the battery 120 is not charged and no power is supplied from the generator 110 to the electric load (from the battery 120 to the electric load). May be powered). In other words, the generator 110 does not perform work that consumes the energy of rotation of the crankshaft, or the work is reduced.

要するに、ＥＣＵ０からレギュレータ１３０に高い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対する発電機１１０の機械負荷が増し、低い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対する発電機１１０の機械負荷が減る。 In short, when a high output voltage is commanded from the ECU 0 to the regulator 130, the mechanical load of the generator 110 with respect to engine rotation increases, and when a low output voltage is commanded, the mechanical load of the generator 110 with respect to engine rotation decreases.

内燃機関、発電機１１０及び電動機６３等の運転制御を司る、本実施形態の制御装置たるＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。 The ECU 0, which is a control device of the present embodiment that controls operation of the internal combustion engine, the generator 110, the electric motor 63, and the like, is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関に対する要求トルク）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｆ、バッテリ１２０に対して流出入する電流及びバッテリ１２０の端子電圧を検出するセンサから出力されるバッテリ電流・電圧信号ｇ、レギュレータ１３０の内蔵回路１３３から出力される励磁電流の通電／遮断（パワーデバイス１３１の点弧／消弧）の波形ひいては励磁電流の大きさを示すｆＤＵＴＹ信号ｈ等が入力される。 The input interface of the ECU 0 includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, and an accelerator pedal. The accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the engine or the opening of the throttle valve 32 as an accelerator opening (in other words, a required torque for the internal combustion engine), an intake opening in the intake passage 3 (particularly, the surge tank 33). An intake air temperature / intake pressure signal d output from a temperature / pressure sensor that detects air temperature and intake pressure, a coolant temperature signal e output from a water temperature sensor that detects a coolant temperature suggesting the temperature of the internal combustion engine, an intake camshaft, or Cam angle signal f output from the cam angle sensor at a plurality of cam angles of the exhaust camshaft, battery 120 On the other hand, the battery current / voltage signal g output from the sensor that detects the current flowing into and out of the battery 120 and the terminal voltage of the battery 120 and the energization / cutoff of the excitation current output from the built-in circuit 133 of the regulator 130 / Extinction), and an fDUTY signal h indicating the magnitude of the excitation current is input.

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、発電機１１０の出力電圧を制御する電圧レギュレータ１３０に対して電圧指令信号ｍ、マグネットクラッチ６１に通電する電気回路上のスイッチ６２に対してクラッチ締結信号ｏ、電動機６３やヒータ６５その他の電気負荷に通電する電気回路上のスイッチ６４、６６に対してスイッチＯＮ信号ｐ、ｑ等を出力する。 From the output interface of the ECU 0, an ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, a fuel injection signal j for the injector 11, an opening operation signal k for the throttle valve 32, and an opening operation for the EGR valve 23. Signal l, a voltage command signal m for the voltage regulator 130 that controls the output voltage of the generator 110, a clutch engagement signal o for the switch 62 on the electric circuit that energizes the magnet clutch 61, the motor 63, the heater 65, and the like. Switch ON signals p, q, etc. are output to the switches 64, 66 on the electric circuit for energizing the electric load.

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）、発電機１１０の出力電圧（発電量）等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｏ、ｑを出力インタフェースを介して印加する。 The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed and the intake air amount, the required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of fuel injections for one combustion), fuel injection pressure, ignition timing, required EGR rate (or EGR amount) ) And various operating parameters such as the output voltage (power generation amount) of the generator 110 are determined. The ECU 0 applies various control signals i, j, k, l, m, o, q corresponding to the operation parameters via the output interface.

特に、ＥＣＵ０は、電流センサの出力信号ｇを参照して知得される、バッテリ１２０に流入する電流量及び同バッテリから流出する電流量を積算（時間積分）することを通じて、現在のバッテリ１２０の充電量を推算する。そして、バッテリ１２０の充電量が所要の目標値を下回ったときに、発電機１１０による発電を実行してバッテリ１２０を充電し、充電量を目標値まで回復させる。 In particular, the ECU 0 integrates (time-integrates) the current amount flowing into the battery 120 and the current amount flowing out from the battery 120, which is known with reference to the output signal g of the current sensor, to thereby determine the current battery 120. Estimate the amount of charge. And when the charge amount of the battery 120 falls below a required target value, the power generation by the generator 110 is executed, the battery 120 is charged, and the charge amount is recovered to the target value.

また、ＥＣＵ０は、内燃機関の始動（冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある）時において、電動機６３を稼働させるための制御信号ｐを入力し、当該電動機６３によりクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。クランキングは、内燃機関が初爆から連爆へと至り、エンジン回転数即ちクランクシャフトの回転速度が内燃機関の温度（冷却水温）等に応じて定まる判定値を超えたときに（完爆したものと見なして）終了する。 The ECU 0 inputs a control signal p for operating the electric motor 63 when the internal combustion engine is started (a cold start or a return from an idling stop). Cranking is performed by rotating the crankshaft. Cranking is complete when the internal combustion engine has gone from the first explosion to a continuous explosion and the engine speed, that is, the rotation speed of the crankshaft, exceeds a judgment value determined according to the temperature of the internal combustion engine (cooling water temperature), etc. Ends (assuming something).

クランキング中にバッテリ１２０から電動機６３に向かって流れるバッテリ電流の大きさは、電流センサの測定レンジを超える。バッテリ電流の大きさが電流センサの測定レンジを超える場合、電流センサは、検出した電流値を測定レンジの上限にクリップした信号ｇを出力する。図４に、内燃機関のクランキング中のバッテリ電流の推移を例示する。図４中、実線が電流センサの出力信号ｇが示す電流値、鎖線が実際にバッテリ１２０から電動機６３に向かって流れる電流値である。 The magnitude of the battery current flowing from the battery 120 toward the electric motor 63 during cranking exceeds the measurement range of the current sensor. When the magnitude of the battery current exceeds the measurement range of the current sensor, the current sensor outputs a signal g obtained by clipping the detected current value to the upper limit of the measurement range. FIG. 4 illustrates the transition of the battery current during cranking of the internal combustion engine. In FIG. 4, the solid line is the current value indicated by the output signal g of the current sensor, and the chain line is the current value that actually flows from the battery 120 toward the electric motor 63.

クランキング中に消費される電荷の量を、専ら電流センサの出力信号ｇのみに基づいて推算すると、図４において網点を付して表している領域分の電荷量が減算されないこととなり、ＥＣＵ０が把握している現在のバッテリ１２０の充電量と、真のバッテリ１２０の充電量との間に乖離が生じる。即ち、ＥＣＵ０が、現在のバッテリ１２０の充電量を実際よりも大きく見積もってしまう。 If the amount of charge consumed during cranking is estimated based solely on the output signal g of the current sensor, the amount of charge for the area indicated by the halftone dot in FIG. There is a divergence between the current charge amount of the battery 120 and the charge amount of the true battery 120 that is grasped by FIG. That is, the ECU 0 estimates the current charge amount of the battery 120 larger than the actual amount.

そこで、本実施形態では、クランキング中にバッテリ１２０から流出する電流量の積算値を、クランキング時の内燃機関の温度、バッテリ１２０の端子電圧、及びクランキングの開始から終了までの所要時間によって補正する、いわば、バッテリ電流信号ｇに基づく電流量の積算値よりも大きく見積もることとしている。具体的には、ＥＣＵ０が、
（クランキング中のバッテリ１２０からの放電電流量の積算値）＝（バッテリ電流信号ｇにより示される電流値の積算値）＋（内燃機関の温度、バッテリ１２０の端子電圧、クランキングの所要時間に基づく加算補正値）
として算定する。
上式の右辺第二項の加算値は、図４において網点を付している、電流センサの測定レンジを超えた領域分の電荷量に相当する。この加算補正値は、クランキング時の内燃機関の温度が低いほど多くする。これは、内燃機関の温度が低いほど内燃機関のフリクションロスが大きくなることによる。クランキング時の内燃機関の温度は、冷却水温信号ｅを参照して知得できる。また、加算補正値は、クランキング時のバッテリ１２０の端子電圧が高いほど多くし、並びに、クランキングの所要時間が長いほど多くする。クランキング時のバッテリ１２０の端子電圧は、バッテリ電流・電圧信号ｇを参照して知得できる。 Therefore, in the present embodiment, the integrated value of the amount of current flowing out from the battery 120 during cranking is determined by the temperature of the internal combustion engine at the time of cranking, the terminal voltage of the battery 120, and the time required from the start to the end of cranking. In other words, the correction is made to be larger than the integrated value of the current amount based on the battery current signal g. Specifically, the ECU 0
(Integrated value of discharge current amount from battery 120 during cranking) = (integrated value of current value indicated by battery current signal g) + (temperature of internal combustion engine, terminal voltage of battery 120, time required for cranking) Addition correction value based on)
Calculated as
The added value of the second term on the right side of the above equation corresponds to the amount of charge in the region exceeding the measurement range of the current sensor, which is indicated by a halftone dot in FIG. This additional correction value is increased as the temperature of the internal combustion engine during cranking is lower. This is because the friction loss of the internal combustion engine increases as the temperature of the internal combustion engine decreases. The temperature of the internal combustion engine at the time of cranking can be obtained by referring to the coolant temperature signal e. Further, the addition correction value increases as the terminal voltage of the battery 120 at the time of cranking is higher, and increases as the time required for cranking is longer. The terminal voltage of the battery 120 at the time of cranking can be obtained by referring to the battery current / voltage signal g.

ＥＣＵ０のメモリに予め、クランキング時の内燃機関の冷却水温、バッテリ１２０の端子電圧及びクランキングの所要時間と、クランキング中のバッテリ１２０からの放電電流量の加算補正値との関係を規定したマップデータまたは関数式が格納されている。ＥＣＵ０は、クランキング時の内燃機関の冷却水温、バッテリ１２０の端子電圧、及びクランキングの所要時間をキーとして当該マップを検索するか、これらを当該関数式に代入して演算することで、放電電流量の加算補正値を得る。そして、その加算補正値を、バッテリ電流信号ｇをサンプリングして得たクランキング期間中の電流値の積算値に加算する。これにより、クランキングの際にバッテリ１２０から放電される電荷の量を正しく見積もることができる。 The relationship between the coolant temperature of the internal combustion engine at the time of cranking, the terminal voltage of the battery 120 and the required time for cranking, and the addition correction value of the discharge current amount from the battery 120 during cranking is defined in advance in the memory of the ECU 0. Stores map data or function expressions. The ECU 0 searches the map using the cooling water temperature of the internal combustion engine at the time of cranking, the terminal voltage of the battery 120, and the time required for cranking as keys, or calculates by substituting these into the function formula, An addition correction value for the current amount is obtained. Then, the addition correction value is added to the integrated value of the current value during the cranking period obtained by sampling the battery current signal g. This makes it possible to correctly estimate the amount of charge discharged from the battery 120 during cranking.

本実施形態では、車載のバッテリ１２０に流入する電流量及び同バッテリ１２０から流出する電流量を積算することを通じて現在のバッテリ１２０の充電量を推算するものであって、バッテリ１２０から電動機６３に電力を供給し当該電動機６３により内燃機関の始動のためのクランキングを実行する際にバッテリ１２０から流出する電流量の積算値を、クランキング時の内燃機関の温度が低いほど多く見積もることを特徴とする制御装置０を構成した。 In the present embodiment, the current charge amount of the battery 120 is estimated by integrating the amount of current flowing into the vehicle-mounted battery 120 and the amount of current flowing out of the battery 120. And when the cranking for starting the internal combustion engine is executed by the electric motor 63, the integrated value of the amount of current flowing out from the battery 120 is estimated to be higher as the temperature of the internal combustion engine at the time of cranking is lower. The control device 0 was configured.

本実施形態によれば、内燃機関のクランキング中のバッテリ電流値が電流センサの測定レンジを超越する事象を織り込み、現在のバッテリ１２０の充電量をより精確に算出することが可能となる。バッテリの充電量１２０の算定の誤差を縮小できることから、バッテリ１２０の充電量が適正目標から乖離することを防止でき、バッテリ１２０の早期の劣化の回避につながる。 According to the present embodiment, it is possible to calculate the current charge amount of the battery 120 more accurately by incorporating the phenomenon that the battery current value during cranking of the internal combustion engine exceeds the measurement range of the current sensor. Since the calculation error of the battery charge amount 120 can be reduced, it is possible to prevent the charge amount of the battery 120 from deviating from the appropriate target, and to avoid early deterioration of the battery 120.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. The specific configuration of each part can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両に搭載される内燃機関及び発電機の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to control of an internal combustion engine and a generator mounted on a vehicle.

０…制御装置（ＥＣＵ）
６３…電動機
１２０…バッテリ
ｅ…冷却水温信号
ｇ…バッテリ電流・電圧信号
ｐ…クランキング用電動機に対する制御信号 0 ... Control unit (ECU)
63 ... Electric motor 120 ... Battery e ... Cooling water temperature signal g ... Battery current / voltage signal p ... Control signal for motor for cranking

Claims

車載のバッテリに流入する電流量及び同バッテリから流出する電流量を積算することを通じて現在のバッテリの充電量を推算する制御装置において、
バッテリから電動機に電力を供給し当該電動機により内燃機関の始動のためのクランキングを実行する際にバッテリから流出する電流量の積算値を、クランキング時の内燃機関の温度が低いほど多く見積もることを特徴とする制御装置。 In a control device that estimates the current battery charge amount by integrating the amount of current flowing into and out of the vehicle battery,
When the electric power is supplied from the battery to the electric motor and cranking for starting the internal combustion engine is performed by the electric motor, the accumulated value of the amount of current flowing out from the battery is estimated to be higher as the temperature of the internal combustion engine at the time of cranking is lower. A control device characterized by.